CN105818500B - 一种汽车轮罩复合材料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种汽车轮罩复合材料，包括从上至下依次叠合的第一无纺布层、吸音棉层、高分子树脂组合片材层和第二无纺布层，所述高分子树脂组合片材层是由一层以上EVA片材与PP片材和/或PET片材叠合而成。本发明所得到的汽车轮罩复合材料，选用一层以上EVA片材与PP片材和/或PET片材叠合而成的高分子树脂组合片材层，解决了现有汽车轮罩采用热塑性树脂纤维热压成型的隔音效果较差，以及PP+EPDM或PE共混注塑或共混挤出板材后热压成型所得轮罩有明显的声音传递损失系数低谷出现的问题，所得到的汽车轮罩复合材料的平均声音传递损失系数高达44db，且在中高频范围有高的声音反射率，没有明显的声音传递损失低谷出现，并有效解决了汽车高速行驶时的石击和水击的噪声问题。

Description

一种汽车轮罩复合材料
技术领域
本发明涉及汽车轮罩护板材料技术领域，特别涉及一种汽车轮罩复合材料。
背景技术
随着我国汽车工业的迅速发展和升级，汽车声学性能也受到重视。汽车在高速行驶时，水及石子的冲击声、胎噪和路噪通过轮罩板直接传入车内，为了改善汽车声学性能，高性能的隔音轮罩是不可或缺的汽车部件之一。
现有的汽车轮罩基材多为聚丙烯（PP）+三元乙丙橡胶（EPDM）通过共混注塑，或用无机改性增强EPDM复合PET无纺布，但EPDM和PP的隔音性能较差，产品的隔音性能一般，如PP改性片材在5000Hz频率会有一个明显的声音传递损失低谷出现，从而影响汽车在高速行驶时的声学性能，而且由于PP的硬度较大会导致汽车行驶中的石击和水击声音很明显。中国专利CN103434227B公开了一种轻质、高韧性、高吸音汽车轮罩护板用热塑性复合材料及制备工艺，该复合材料自下而上依次叠合的涤纶无纺布、增韧膜、热塑性树脂纤维为主体的复合材料、增韧膜、无纺布。但由于热塑性树脂纤维的隔音性能较差，增韧膜太薄只起粘帖的作用，导致隔音效果较差，平均声音传递损失为20db左右。
发明内容
本发明的目的旨在解决现有汽车轮罩采用热塑性树脂纤维热压成型的隔音效果较差，以及PP+EPDM或PE共混注塑或共混挤出板材后热压成型所得轮罩有明显的声音传递损失低谷出现的问题，并提供隔音效果明显得到提高，且在中高频范围均没有明显的声音传递损失低谷出现的汽车轮罩复合材料。
本发明所述的一种汽车轮罩复合材料，包括从上至下依次叠合的第一无纺布层、吸音棉层、高分子树脂组合片材层和第二无纺布层，所述高分子树脂组合片材层是由一层以上EVA片材与PP片材和/或PET片材叠合而成。
将上述第一无纺布层、吸音棉层、高分子树脂组合片材层和第二无纺布层的片材通过加热到90～180℃的各自合适温度后加压进行热合成型，裁切，即制得本发明的汽车轮罩复合材料。
所述高分子树脂组合片材层中各层片材的厚度不同、密度不同。
所述高分子树脂组合片材层中各层片材的排列方式是按照密度：大+小+大或者小+大+小的交替方式排列。
作为本发明的汽车轮罩复合材料，所述高分子树脂组合片材层可以是三层结构。
第一种三层结构是，所述高分子树脂组合片材层是由三层厚度为0.5～1.5mm，密度为0.9～1.2g/mm3的PP片材、厚度为0.5～1.5mm，密度为1.5～1.8g/mm3的EVA1片材、厚度为0.5～1.5mm，密度为1.3～1.6g/mm3的EVA2片材叠合而成。
第二种三层结构是，所述高分子树脂组合片材层是由三层厚度为0.5～1.5mm，密度为1.3～1.5g/mm3的PET片材、厚度为0.5～1.5mm，密度为1.5～1.8g/mm3的EVA1片材、厚度为0.5～1.5mm，密度为1.3～1.6g/mm3的EVA2片材叠合而成。
第三种三层结构，且为优选的是，所述高分子树脂组合片材层是由三层分别为厚度0.5～1.5mm，密度1.5～1.7g/mm3的EVA1片材、厚度0.5～1.5mm，密度1.3～1.5g/mm3的EVA2片材、厚度0.5～1.5mm，密度1.7～1.9g/mm3的EVA3片材叠合而成。所述高分子树脂组合片材层全部由不同厚度、不同密度的EVA1片材、EVA2片材和EVA3片材叠合而成，与两层分别为EVA1片材和EVA2片材，第三层为PP片材或PET片材相比，所得的汽车轮罩复合材料的隔音效果更好，部分原因是EVA相对于PP或PET片材的声音传递损失系数较大。
其中，EVA1片材、EVA2片材和EVA3片材代表不同厚度、不同密度或不同硬度的三种EVA片材。相邻片材的声阻抗差别越大，声音的反射越强，材料硬度和密度都影响材料的声阻抗，通过调整合适的材料的软硬度和密度，可以适当控制增大相邻片材的声阻抗，使得声音的反射得到增强，从而在实用性和声音阻隔性能上达到平衡。片材的厚度对声音吻合效应影响较大，间接对隔音存在影响，安排不同的厚度，使不同厚度的片材具有不同的吻合频率，避免各层片材的声音传递损失系数低谷出现重叠现象。
不同厚度、不同密度与不同硬度的三种EVA片材的组合上，可以从硬度方面按照：硬+软+硬或软+硬+软的交替方式排列，或者从密度的方面按照：大+小+大或小+大+小的交替方式排列，可以取得较好的隔音效果，原因之一是该排列方式拉大片材之间的声阻抗差别，有利于对声音的反射。另外，三种EVA片材之间的厚度差别较大对提高隔音效果有利，但不同的排列方式变化对隔音效果影响不明显。
所述EVA片材（EVA1片材、EVA2片材和EVA3片材）具有柔软、较高密度，与其它的材料（如PP和EPDM等）相比，具有更好的声音阻隔性，从而能够更好地反射从汽车轮胎传来的噪音。此外，由于一般的共混挤出树脂片材都有一个或两个明显的声音传递损失低谷，但不同材质、不同厚度、不同硬度和不同密度的材料出现的声音传递损失低谷的频率位置差别很大，例如某种EVA片材的声音传递损失低谷出现在2000Hz位置，另外一种硬度较大的EVA片材的传递损失低谷出现在2500Hz位置。本发明的汽车轮罩复合材料由于采用两层或两层以上具有不同厚度、不同硬度和不同密度的EVA片材叠合而成的高分子树脂组合片材层，能够使所得到的汽车轮罩复合材料不会没有出现明显的传递损失低谷，可以在更宽的频率范围内有更好的隔声量，从而明显提高所得到的汽车轮罩复合材料的整体隔音效果。
作为本发明简化应用之一的汽车轮罩复合材料，所述高分子树脂组合片材层可以是两层结构。
所述高分子树脂组合片材层可以是由两层厚度为1～2mm，密度为1.8～2.5g/mm3的EVA1片材与厚度为1～2mm，密度为1.2～1.8g/mm3的EVA2片材或PP片材或PET片材叠合而成。
优选的是，所述高分子树脂组合片材层是由两层厚度为1～2mm，密度为1.8～2.5g/mm3的EVA1片材与厚度为1～2mm，密度为1.2～1.8g/mm3的EVA2片材叠合而成。因为当所述高分子树脂组合片材层全部采用不同厚度、不同密度和不同硬度的EVA1片材和EVA2片材时，与一层是EVA1片材，另外一层是PP片材或PET片材相比，所得的汽车轮罩复合材料的隔音效果更好，其中原因之一是EVA相对PP和PET具有较大的传递损失系数。
其中，所述第一无纺布层为PET无纺布和/或PP无纺布，重量为10～100g/m2；所述第一无纺布层主要起着是保护吸音棉的作用。
其中，所述吸音棉层为PP/PET双组分纤维棉和/或PET纤维棉和/或PP纤维棉，重量为100～600g/m2；所述纤维棉的纤维细度为0.3～30旦；所述吸音棉层面向汽车内部，具有良好的吸音能力和回弹性，能持久保持良好的吸音能力。
其中，所述第二无纺布层为PET无纺布和/或PP无纺布，重量为40～100g/m2；所述第二无纺布层主要起着保护较柔软的高分子树脂片材层以及降低汽车行驶中石子打在轮罩板上发出声音的作用。
本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：
1）本发明所得到的汽车轮罩复合材料，选用一层以上的EVA片材与PP片材和/或PET片材叠合而成的高分子树脂组合片材层，解决了现有汽车轮罩采用热塑性树脂纤维热压成型的隔音效果较差，以及PP+EPDM或PE共混注塑或共混挤出板材后热压成型所得轮罩有明显的声音传递损失系数低谷出现的问题，所得到的汽车轮罩复合材料的平均声音传递损失系数高达44db，且在中高频范围有高的声音反射率，没有明显的声音传递损失低谷出现，并有效解决了汽车高速行驶时的石击和水击的问题。
2）本发明所得到的汽车轮罩复合材料的制备方法只需加热贴合即可，不涉及化学反应，可回收利用，节能环保，且该汽车轮罩复合材料各层的片材具有不燃和阻燃效果。
附图说明
图1为本发明汽车轮罩复合材料的结构示意图。
图2为实施例1与对比例1、2的传递损失系数-频率曲线。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明，以下实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受下述实施例的限制。
实施例1：
一种汽车轮罩复合材料，包括从上至下依次叠合的第一无纺布层1、吸音棉层2、高分子树脂组合片材层3和第二无纺布层4；
所述高分子树脂组合片材层3是由三层厚度为1.2～1.3mm，密度为1.5～1.6g/mm3的EVA1片材、厚度为0.8～0.9mm，密度为1.3～1.4g/mm3的EVA2片材、厚度为1.3～1.4mm，密度为1.7～1.8g/mm3的EVA3片材叠合而成；
第一无纺布层1为PET无纺布，重量为20g/m2；
吸音棉层2为PP/PET双组分的纤维细度为0.3～３0旦的纤维棉，重量为400g/m2；
第二无纺布层4为PET无纺布，重量为40g/m2；
将上述第一无纺布层1、吸音棉层2、高分子树脂组合片材层3和第二无纺布层4的片材通过加热到90～180℃各自合适的温度后加压进行热合成型，裁切，即制得本发明的汽车轮罩复合材料；所得的汽车轮罩复合材料的平均传递损失系数为44db，且在中高频范围有高的声音反射率，没有明显的声音传递损失低谷出现，并有效解决了汽车高速行驶时的石击和水击的问题。
实施例2：
一种汽车轮罩复合材料，包括从上至下依次叠合的第一无纺布层1、吸音棉层2、高分子树脂组合片材层3和第二无纺布层4；
所述高分子树脂组合片材层3是由三层厚度为1.1～1.2mm，密度为1.0～1.1g/mm3的PP片材、厚度为1.2～1.3mm，密度为1.5～1.6g/mm3的EVA1片材、厚度为1.0～1.1mm，密度为1.3～1.4g/mm3的EVA2片材叠合而成；其他同实施例1；所得的汽车轮罩复合材料的平均传递损失系数为40db，且在中高频范围有高的声音反射率，没有明显的声音传递损失低谷出现，并有效解决了汽车高速行驶时的石击和水击的问题。
实施例3：
一种汽车轮罩复合材料，包括从上至下依次叠合的第一无纺布层1、吸音棉层2、高分子树脂组合片材层3和第二无纺布层4；
所述高分子树脂组合片材层3是由三层厚度为1.2～1.3mm，密度为1.4～1.5g/mm3的PET片材、厚度为1.2～1.3mm，密度为1.5～1.6g/mm3的EVA1片材、厚度为0.8～0.9mm，密度为1.3～1.4g/mm3的EVA2片材叠合而成；其他同实施例1；所得的汽车轮罩复合材料的平均传递损失系数为42db，并在中高频范围均没有明显的声音传递损失低谷出现，并有效解决了汽车高速行驶时的石击和水击的问题。
实施例4：
一种汽车轮罩复合材料，包括从上至下依次叠合的第一无纺布层1、吸音棉层2、高分子树脂组合片材层3和第二无纺布层4；
所述高分子树脂组合片材层3是由两层厚度为1.6～1.7mm，密度为1.7～1.8g/mm3的EVA1片材与厚度为1.7～1.8mm，密度为1.5～1.6g/mm3的EVA2片材叠合而成；其他同实施例1；所得的汽车轮罩复合材料的平均传递损失系数为42db，且在中高频范围有高的声音反射率，没有明显的声音传递损失低谷出现，并有效解决了汽车高速行驶时的石击和水击的问题。
实施例5：
一种汽车轮罩复合材料，包括从上至下依次叠合的第一无纺布层1、吸音棉层2、高分子树脂组合片材层3和第二无纺布层4；
所述高分子树脂组合片材层3是由两层厚度为1.6～1.7mm，密度为1.7～1.8g/mm3的EVA1片材与厚度为1.7～1.8mm，密度为1.0～1.1g/mm3的PP片材叠合而成；其他同实施例1；所得的汽车轮罩复合材料的平均传递损失系数为37db，且在中高频范围有高的声音反射率，没有明显的传递损失系数低谷出现，并有效解决了汽车高速行驶时的石击和水击的问题。
实施例6：
一种汽车轮罩复合材料，包括从上至下依次叠合的第一无纺布层1、吸音棉层2、高分子树脂组合片材层3和第二无纺布层4；
所述高分子树脂组合片材层3是由两层厚度为1.6～1.7mm，密度为1.7～1.8g/mm3的EVA1片材与厚度为1.7～1.8mm，密度为1.3～1.5g/mm3的PET片材叠合而成；其他同实施例1；所得的汽车轮罩复合材料的平均传递损失系数为38db，且在中高频范围有高的声音反射率，没有明显的传递损失低谷出现，并有效解决了汽车高速行驶时的石击和水击的问题。
对比例1：
一种汽车轮罩复合材料，包括从上至下依次叠合的第一无纺布层1、吸音棉层2、高分子树脂组合片材层3和第二无纺布层4；
所述高分子树脂组合片材层3为单层的厚度为3.2～3.4mm，密度为1.5～1.6g/mm3的EVA片材；其他同实施例1；所得的汽车轮罩复合材料的平均传递损失系数为41db，并在2000Hz附近有明显的传递损失系数低谷出现。
对比例2：
一种汽车轮罩复合材料，包括从上至下依次叠合的第一无纺布层1、吸音棉层2、高分子树脂组合片材层3和第二无纺布层4；
所述高分子树脂组合片材层3为单层的厚度为3.1～3.3mm，密度为1.0～1.1g/mm3的PP片材；其他同实施例1；所得的汽车轮罩复合材料的平均传递损失系数为35db，并在5000Hz附近有明显的传递损失系数出现，汽车高速行驶时石头打击的声音十分明显。

Claims (5)

1.一种汽车轮罩复合材料，其特征在于，包括从上至下依次叠合的第一无纺布层（1）、吸音棉层（2）、高分子树脂组合片材层（3）和第二无纺布层（4），
所述高分子树脂组合片材层（3）中各层片材的厚度不同、密度不同；
所述高分子树脂组合片材层（3）中各层片材的排列方式是按照密度：大+小+大或者小+大+小的交替方式排列；
所述高分子树脂组合片材层（3）是由三层分别为厚度0.5～1.5mm，密度1.5～1.7g/mm3的EVA1片材、厚度0.5～1.5mm，密度1.3～1.5g/mm3的EVA2片材、厚度0.5～1.5mm，密度1.7～1.9g/mm3的EVA3片材叠合而成。
2.根据权利要求1所述的汽车轮罩复合材料，其特征在于，所述高分子树脂组合片材层（3）的厚度为1～4mm，密度为1～2.5g/mm3。
3.根据权利要求1所述的汽车轮罩复合材料，其特征在于，所述第一无纺布层（1）为PET无纺布和/或PP无纺布，重量为10～100g/m2。
4.根据权利要求1所述的汽车轮罩复合材料，其特征在于，所述吸音棉层（2）为PP/PET双组分纤维棉和/或PET纤维棉和/或PP纤维棉，重量为100～600g/m2；所述纤维棉的纤维细度为0.3～30旦。
5.根据权利要求1所述的汽车轮罩复合材料，其特征在于，所述第二无纺布层（4）为PET无纺布和/或PP无纺布，重量为40～100g/m2。
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